2 Расчет магистральной тепловой сети

2.1 Определение расхода сетевой воды

Ориентировочное значение расчетного расхода теплоносителя в тепловой сети для удовлетворения суммарной тепловой нагрузки, кг/с При выполнении данной контрольной работы, для транспортировки теплоносителя от источника теплоснабжения к району теплопотребления. Принимается двухтрубная водяная закрытая тепловая сеть надземной прокладки.

Ориентировочное значение расчетного расхода теплоносителя в тепловой сети для удовлетворения суммарной тепловой нагрузки, кг/с

где Q_сум^мах - суммарный расчетный расход теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение района теплоснабжения (таблица 7), кВт

с - теплоёмкость воды при температуре t₁(приложение Е),кДж/кг.град);

t₁ , t₂ - температуры воды в подающей и обратной линиях во­дяной тепловой сети при температуре наружного воздуха t_но , ^о С

k_p - коэффициент, учитывающий утечки водs из сети,

k_p = I ,005 .

Температура воды в подающем трубопроводе двухтрубных водяных сетей при температуре t_но принимается t₁ = 150°С. Допускается применение воды с более низкой (до 95°С) или более высокой (до 200°С) температурой .

При одновременной подаче теплоты по двухтрубным водяным теп­ловым сетям на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для закрытых систем теплоснабжения температура воды в обратной линии принимается t₂ = 70°С ,

2.2 Краткий гидравлический расчет тепловой сети

Задачами гидравлического расчета водяной тепловой сети является определение диаметров трубопроводов на всех участках, определение падения давления (напора) в подающей и обратной линиях, определение напора сетевого насоса. Расчет диаметров водяных сетей производился по максимальной тепловой нагрузке на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжениө в зимнее время. Собственно гидравлический расчет разделяется на два этапа: предварительный и проверочный.

2.2.1 Предварительный расчет

Местные сопротивления предварительно оцени­ваются по средней доле местных потерь

где G_р - расход теплоносителя в тепловой сети, кг/с;

z - постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносите­ля. Для воды рекомендуется принимать z = 0,030,05.

Предварительное значение удельного линейного падения дав­лений, т.е. падение давления на единицу длины трубопровода, Па/м

где l - расстояние от ТЭЦ до района теплоснабжения, м

ΔР_тс - суммарное падение давления в прямой и обратной линиях тепловой сети, Па. Падение давления зависит от напора сетевой воды на ТЭЦ и схемы присоединения абонентов к тепловой сети. Рекомендуется предварительно принимать в пределах (7580)·10⁴Па.

Затем определяется предварительное значение диаметра трубо­провода, м

2.2.2 Проверочный расчет

Вычисляется количество компенсаторов установленных на магистральной трубопроводе в зависимости от расстояния между не­подвижными опорами

где l_x - расстояние между неподвижными опорами (таблица 8),м.

Таблица 8 - Предельные расстояния между неподвижными опорами для водяных тепловых сетей при установке П-образных компенсаторов .

Диаметр условного прохода трубопровода, мм	Расстояние между неподвижными опорами, м
80-100	80
125	90
150-175	100
200-300	120
350	140
400- 450	160
500	180
600-1000	200

При установке П-образных компенсаторов общая длина трубо­провода увеличивается на величину

Вылет П-образного компенсатора можно определить по формуле

где с_х - коэффициент конфигурации теплопровода, рекомендуется принимать с_х= 0,3 ,

Е - мoдуль упругости первого рода (таблица 9), МН/м²;

d_Н - наружный диаметр трубопровода, м;

σ - максимальное допустимое напряжение при расчете

уси­лий тепловых удлинений, рекомендуется принимать σ = 100МН/м²

Δl_x - расчетное тепловое удлинение трубопровода, м.

Таблица 9 - Характеристики трубных сталей

Температура стенки, ºС	Модуль упругости, МН/м2	Коэффициент линейного расширения, мм/(м·град)
20	205000	0,0118
75	199000	0,0120
100	197500	0,0122
125	195000	0,0124
150	193000	0,0125
175	191500	0,0127
200	187500	0,0128

Расчётное тепловое удлинение трубопровода определяется по формуле

где k₁ - расчётный коэффициент. Принимается равным 0,5 при температуре теплоносителя до 250°С /7/;

α₁ - коэффициент линейного расширения материала трубо­провода (таблица 9), мм/м.град);

t₁- максимальная температура теплоносителя, принимается равной температуре в подающей линии, °С; t₀ - температура окружающей среды, °С. При надземной прок­ладке тепловой сети принимается равной средней темпе­ратуре за отопительный период (приложение В).

Затем вычисляется уточненное значение удельных линейных потерь в трубопроводе, Па/м

Уточненное значение суммарного падения давления в тепловой сети, Пa

Тогда потеря напора в тепловой сети, м

где ρ - объёмная плотность воды при средней температуре теплоносителя (приложение Е), кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с